Estrutura e Função Muscular

Função do músculo esquelético Funções: força para a locomoção e respiração; Força para a sustentação corporal (postura); Produção de calor durante períodos de exposição ao frio. Rasch, 1991; McArdle et al., 1999

Organização do músculo esquelético

Túbulos Transversos - Retículo Sarcoplasmático

Estrutura e Função do Sistema Nervoso

Potencial de repouso da membrana Anions Permeabilidades da membrana Forças de difusão Forças elétricas Fatores determinantes

Bomba de Na+/K+

Potencial de ação Potassium channels open Threshold for voltage-sensitive sodium channels Na/K Pump re-establishes RMP

Potêncial de Propagação Direction of AP

Condução saltatória Impulso salta de um nodo ao outro, maior velocidade de condução, menor gasto energético

Junção neuromuscular Acetilcolina é o neurotransmisor

Unidade Motora Unidade funcional do movimento: motoneurônio e toas as fibras por ele inervadas

Unidade Motora

Mecanismo de contração

Características Moleculares dos Filamentos Filamento de Miosina Molécula de Miosina Filamento de Actina

Contração

Interação “Actina-Miosina” - Ação do Cálcio

Recrutamento de unidades motoras Principio do tudo ou nada Se um motoneurônio é recrutado, ele ativara todas as suas fibras. Principio do tamanho Quanto maior o calibre do neurônio, maior seu limiar para ativação. Portanto, neurônios menos calibrosos são recrutados primeiro. Neurônios mais calibrosos requerem um grande estimulo para ser recrutado.

Grau de força Recrutamento Frequência de estímulos Unidade motora: motoneurônio e todas as fibras inervadas Tamanho da unidade motora varia entre os músculos em relação a função muscular Frequência de estímulos Somação temporal Tetânica

Recrutamento muscular e produção de força

Contratações tetânicas

Frequência de disparos neuronal e força de contração

Relação comprimento- tensão

RELAÇÃO FORÇA-VELOCIDADE

Controle motor Atividade reflexa e Centro encefálicos superiores

Receptores proprioceptivos musculares Atividade reflexa Receptores proprioceptivos musculares Motoneurônios γ Fibras aferentes Ib Fibras aferentes Ia Neurônios Motores α Fibras musculares intrafusais (FI) =Fibras musculares que ficam dentro do fuso muscular Fibras musculares extra-fusais (FE) =Fibras musculares esqueléticas ficam situadas fora do fuso muscular Órgãos sensoriais musculares FUSO MUSCULAR Variação do comprimento das fibras musculares e a sua velocidade de mudança ORGAO TENDINOSO DE GOLGI Variação da tensão mecânica sobre os tendões Em série com as FE

Receptores musculares Fusos musculares detectam a variação do comprimento muscular Contração Estiramento

Quais são as funções dos Fusos Musculares? Estiramento 3 2 A carga (1) estira as FE (2) e as fibras do fuso muscular (3). O estiramento da região central do fuso estimula as terminações aferentes que disparam potenciais de ação em direção ao SNC. A chegada desse impulsos causam a estimulação dos motoneurônios a do próprio músculo. O fuso detecta variação do comprimento das FE durante o estiramento e provoca a sua contração. 1

Fuso perde sensibilidade E durante a contração das FE? O que aconteceria? Os fusos conseguem detectar a variação do comprimento das FE? Músculo em repouso Fuso sensível Músculo em contração Sem a co-ativação gama Fuso perde sensibilidade Co-ativação gama Figure 8–26 Muscle spindle function. (c) Status of a muscle spindle in the hypothetical situation of a muscle being contracted on alpha motorneuron stimulation in the absence of spindle coactivation.

Contração Extrafusal Contração Intrafusal Vias descendentes a g

Ação reflexa das fibras aferentes Excita os motoneurônios da musculatura agonista Excita os motoneurônios da musculatura sinergista (facilitação) Inibe os motoneurônios da musculatura antagonista

Quais são as funções dos Órgãos Tendinosos de Golgi? Durante a contração muscular além da co-ativaçâo gama nos fusos musculares, os órgãos tendinosos de Golgi também são estimulados. As fibras aferentes Ib disparam Potenciais de ação e as informações são levadas, excitam os interneuronios inibitórios que fazem sinapse com os motoneurônios  em atividade. Resultado: relaxamento do músculo - A estimulação dos órgãos tendinosos de Golgi modula (podendo inibir) a contração muscular. Função: Proteção contra contração excessiva Controle sobre o nível de excitação dos motoneurônios

Conexões medulares das fibras aferentes Ib Inibe os motoneurônios da musculatura agonista Inibe os motoneurônios da musculatura sinergista Excita os motoneurônios da musculatura antagonista Objetivo – opor ao desenvolvimento de uma tensão excessiva da musculatura

Tipos de Fibras Musculares A musculatura esquelética contém dois tipos principais de fibras: as de contração lenta ou I (CL) e as de contração rápida ou II (CR). As fibras de CR podem ainda ser divididas em fibras de contração rápida do tipo A (CRa) e as do tipo B ou X (CRb). As diferenças na velocidade de contração são decorrentes principalmente das variadas formas de miosina ATPase.

A miosina ATPase é a enzima que quebra o ATP para liberar energia, e está presente na cabeça da miosina (ou ponte cruzada). As fibras de CL possuem uma forma lenta de miosina ATPase e as fibras de CR uma forma rápida. Em resposta a um estimulo neural a fibra de CR tem capacidade de quebrar ATP mais rapidamente e consequentemente mais energia estará disponível. As fibras de CR apresentam um reticulo sarcoplasmático mais desenvolvido do que as fibras de CL, favorecendo na liberação do cálcio para o interior da fibra muscular.

Os genes que herdamos de nossos pais determinam quais neurônios motores inervarão nossas fibras musculares. Após o estabelecimento da inervação, as fibras musculares diferenciam-se (tornam-se especializadas) de acordo com o tipo de neurônio que as estimulam. As unidades motoras são recrutadas por ordem de tamanho do motoneurônio com os neurônios menores sendo recrutados primeiro.

Padrão de recrutamento CL CRa CRb Força Muscular Fibras utilizadas

Tipos de Fibras

Adaptações fisiológicas determinadas pelo treinamento resistido Adaptação neural Padrões de recrutamento neural mais eficientes (+ fibras e/ou + coordenadas ?) Maior ativação do sistema nervoso central. Melhor sincronização de unidades motoras (sistema de co-ativação entre agonistas e antagonistas) Diminuição da inibição autogênica dos órgãos tendinosos de golgi.

Controle Neural O sistema nervoso aumenta a força muscular com: Recrutando mais unidades motoras Aumentando a taxa de disparo das unidades motoras Tarefas submáximas envolvem a utilização de uma menor quantidade de massa muscular (unidades motoras).

Adaptação muscular. Hiperplasia: modelos animais ocorre, em humanos têm alguns indícios. Hipertrofia: Aumento no tamanho, número de filamentos e sarcômeros.

FIBER HYPERTROPHY AFTER TRAINING

Relação Força X Diâmetro

Adaptações Metabólicas Aumento de substrato energético Creatina Fosfato Glicogênio Muscular Aumento no número de enzimas Anaeróbias Creatina Kinase (anaeróbio alático) Enzimas do Glicólise/glicogenólise anaeróbia

Distribuição de fibras em atletas

Controle Neural

Lesão muscular

Lesão Muscular Antes e após a Maratona Rompimento das linhas Z

Seqüência de eventos na dor muscular tardia 1. Dano estrutural 2. Prejuízos na manutenção da homeostase do cálcio resultando em necrose 3. Aumento da atividade dos macrófagos 4. Inflamação e acúmulo de substâncias que estimulam as terminações nervosas causando dor e desconforto w Causa uma redução na produção de força devido a prejuízos estruturais, falha no processo de excitação-contração, e perda de proteína contrátil.

Diminuição da força após a lesão

Resposta atrasada ou tardia à lesão

Dever de casa. Explique os mecanismos de contração muscular, a partir da geração do potencial de ação e junção neuromuscular. Quais fatores afetam a força de contração muscular do músculo esquelético e como. Quais os tipos de fibras musculares e suas diferenças. Quais as adaptações musculares ao exercício resistido (musculação). Como e porque ocorrem as micro lesões musculares.